7月8日,世界最大“盐光互补”100万千瓦华电天津海晶项目并网发电,2万亩盐田将实现每年15亿度绿色电力。不久前有雅砻江上水光互补的好消息,现在又有盐光互补。中国这是把互补光伏玩出花样了。
在盐光互补这里,光伏发电、水面制卤、水下养殖三结合,充分利用了宝贵的近海海面资源。
光伏发电为水面制卤让路,光伏板间距增加到14米,减少遮挡。光伏板的角度也降低到17度。更加接近水平的角度减小对水面的投影面积,不仅降低对水面的遮挡,还利用了水面反光,提升发电效率5-7%。这里的光伏板是双面的。浅海的颜色浅,反光强,太阳光也要压榨两次,一次制卤,一次发电,太阳光的光权就哭去吧。
(资料图)
水下温度降低,依然有足够的光照,有利于海水养殖。近海更是大大便利了收获和直接运往市场。
但是,盐光互补或许可以更进一步,将空气取水结合进去。
空气里是有水分的。在人烟稠密地区,典型空气湿度在30-90%范围。即使在沙漠里,空气湿度也有20%。靠海的沙漠空气湿度更高,以色列内格夫沙漠靠近炎热的红海,水面蒸发强烈,空气湿度高达64%。华北没有数据,估计在炎热、干旱的夏天也接近这个水平。
水面制卤是蒸发过程,局部空气更加湿润。
问题是,水分在空气里,不肯变成雨下下来。这就需要空气取水技术了。
在30℃下,湿度100%的空气含水是每立方米30.38克;在0℃下,每立方米空气最多含水就只有约4.3克了。也就是说,把饱和空气从30度冷冻到0度,就可以析出26.08克液态水。每立方米30度、20%相对湿度的沙漠空气含水6克,冷冻到0度,也能析出1.7克。在沙漠里,如果进风量为360立方米/小时(相当于1米见方进风口0.1米/秒的风速),每天最多可从空气冷冻中分离出14.69公斤的液态水。在海边当然更多了。代价是耗电。
除了冷冻法,还有吸附-解吸法。简单点说,就是在低温空气相对湿度较高时,将水份吸附在海绵上;然后升温使得水份蒸发、脱离海绵,再自然冷凝就成为液态水。
冷冻法和吸附-解吸法利用湿度的特性:湿度只有在一定温度范围里最高,升温和降温都能去湿。两者是否能构成联合循环,用较少的能量增加空气取水的效率,是一个有意思的问题。
重要的是:不能让水面制卤形成的高湿度空气白白浪费了。这是太阳能把海水淡化的一半路走完了,人们接着把另一半路走完,改变华北缺水的状态。同时,盐场空气除湿也是促进蒸发的。黄梅天闷热,就是因为空气湿度高,靠出汗的人体自然降温机制不管用了;吐鲁番尽管炎热,树荫下就凉爽得多,因为汗“出得出去”。一样的道理。
光伏还与海水蒸发循环自然吻合。白天光伏电力充足,水面蒸发强烈,正好收获。晚上空气湿度自然提高,那就用吸附-解吸法收获。反正不能让水跑了!
盐是重要的化工原料,也是关键的食品添加剂。但盐还可以作为熔盐使用。熔融的盐具有良好的流动性,但热含量大大高于水或者其他常见的流体传热介质。用熔盐作为传热介质是很有潜力的新技术,也是光热发电的关键技术。
光伏直接将太阳能转化为电能,这是现在太阳能的主流。但光伏天然受到昼夜循环的影响,储能永远是个大问题。光热是太阳能的另一条路线,用太阳能加热传热介质,受热的传热介质本身可以在地下溶洞或者人造洞库里储存,在需要用电的时候泵出来作为热源,加热水以形成高压蒸汽,通过常规的热电发电。
光热-熔盐调峰是有用的电力调峰手段,用电热-熔盐调峰也是可以和抽水储能相提并论的调峰手段。随着光电、风电、潮汐、波浪发电的发展,电力调峰的要求越来越高,手段不嫌多,不受地理限制的手段更是多多益善,电热-熔盐恰好就是这样的,建造要求和热电厂相近,启停速度限制还大大低于锅炉,与燃气轮机电站相当。
因此,盐光互补大有可为,中国需要多多的盐,多多的电,多多的水。这不像石油、天然气、铀,太阳面前,人人平等,眼下对中国更平等,呵呵。当然,多多的海洋水产也是来者不拒。
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